原电池原理高中化学.docx





《原电池原理高中化学.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《原电池原理高中化学.docx(14页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、原创原电池原理 doc 高中化学研习教材重难点研习点 1 原电池的根底学问1概念:把化学能转化成电能的装置2构成条件:(1)具有活动性不同的两种电极材料(金属和金属或金属和非金属) (2)与电解质溶液接触(3)有导线相连组成闭合回路,或具备将化学能转化成电能的条件。3电极名称及电极反响负极:较爽朗金属,电子流出的极,发生氧化反响正极:不爽朗金属(或非金属,导体),电子流入的极,发生复原反响【领悟整合】原电池的正负极的判定方法(1) 由组成原电池的两极电极材料判定。一样是活动性较强的金属为负极,活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极。(2) 依照电流方向或电子流淌方向判定。电流是由正极流向负极;
2、电子流淌方向是由负极流向正极。(3) 依照原电池里电解质溶液内离子的定向流淌方向判定。在原电池的电解质溶液内, 阳离子移向的极是正极,阴离子移向的极是负极。(4) 依照原电池两极发生的变化来判定。原电池的负极总是失电子发生氧化反响,其正极总是得电子发生复原反响。(5) 依照现象判定。溶解的一极为负极,增重或有气泡放出的一极为正极。4工作原理:较爽朗金属发生氧化反响,电子由较爽朗金属通过导线流入不爽朗金属, 溶液中氧化性较强的阳离子在不爽朗金属上得到电子被复原。【推广引申】1、自发进展的氧化复原反响,理论上可组成原电池2、原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数3、电解质溶液中的离子定向
3、移动(阴离子移向负极、阳离子移向正极),跟外电路共同组成闭合回路。【迁移体验】典例 1:如以以以下图所示的装置,在盛有水的烧坏中,铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝,使之平稳留神地从烧杯中心滴入CuSO4 溶液片刻后可观看到的现象是 A铁圈和银圈左右摇摆不定 B保持平稳状态不变C铁圈向下倾斜D银圈向下倾斜研析:铁圈和银圈两种活动性不同的金属相互连接组成闭合回路,放入CuSO4 溶液中, 构成了原电池,爽朗金属铁作负极失电子生成Fe2+进入溶液中质量减轻:Fe 2e- = Fe2+,电子传给了银圈,溶液中的Cu2+在银圈上得电子生成铜单质而增重:Cu2+ + 2e- = Cu,因此铁圈向上倾斜
4、,银圈向下倾斜,选D。答案:D误点警示:此题的关健是构成了原电池,不能简洁的明白得成铁置换铜而使铁圈增重。典例 2:把 a、b、c、d 四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池。假设a、b 相连时,a 为负极;c、d 相连时,电流由d 到 c;a、c 相连时,c 极上产生大量气泡;b、d 相连时, b 极上有大量气泡产生, 那么四种金属的活动性挨次由强到弱的为AabcdBacdbCcabdDbdca研析:依照原电池原理,作为负极的活动性比正极金属的活动性强。电子流淌方向是负极流向正极,电流方向与电子流淌的方向相反,溶液中的 H+在正极上得电子生成H ,因此可2依次作出如下判定:活动性
5、ab,cd,ac,db,综合得到结论:金属活动性:acdb,因此B 正确。答案:B研习点 2 化学电源(1) 干电池NH4Cl 糊状物为电解质负极锌筒:Zn-2e=Zn2+,正极石墨2NH +2MnO + 2e-=2NH +Mn O +H O423232总反响:Zn+2NH +2MnO = Zn2+2NH +Mn O +H O423232(2) 银锌电池电解质为KOH负极:Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2或Zn+2OH-2e- =ZnO+H2O正极:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-总反响:Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag 或 Zn+Ag2O=ZnO+2Ag(3) 海
6、水电池电解质溶液为海水负极:4Al-12e-=4Al3+,正极:3O2+6H2O+12e-=12OH- 总反响:4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3(4) 铅蓄电池电解质溶液为稀硫酸 负极Pb:Pb+SO42-2e-=PbSO4,正极PbO2:PbO2+4H+ SO42-+2e-=PbSO4+2H2O总反响:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O(5) 锂电池非水有机溶剂电解液负极:2Li-2e-=2Li+,正极:I2+2e-=2I-,总反响:2Li+I2=2LiI【迁移体验】典例 3:汽车的启动电源常用铅蓄电池。其构造如以以下图,放电时其电池反响如下:PbO2+Pb+2H
7、2SO4=2PbSO4+2H2O依 照 此 反 应 判 定 , 以 下 表 达 中 正 确 的 选 项 是44APb 是负极BPbO2 得电子,被氧化C负极反响是Pb+SO 2-+2e-=PbSOD电池放电时,溶液酸性增加研析:由总方程式可知在铅蓄电池放电时, Pb 发生氧化反响,作负极,电极反响:Pb+SO 2-+2e-=PbSO ,PbO发生复原反响,作正极,电极反响:PbO+ 4H+ + SO2- = PbSO +4422442H O,因此AC 正确。2答案:AC友情提示:PbO2是难溶性的盐,在写电极方程式时不能拆。研习点 3 金属的腐蚀与防护1、概念:金属或合金跟四周接触到的气体或液
8、体进展化学反响而腐蚀损耗的过程。2、本质:是金属原子失去电子被氧化的过程。条件现象本质联系化学腐蚀电化腐蚀金属跟非金属单质直截了当接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触无电流产生有柔弱电流产生金属被氧化较爽朗金属被氧化两者往往同时发生,电化腐蚀更普遍3、分类:化学腐蚀与电化腐蚀总反响式Fe+2H+=Fe2+H22Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2铁的电化腐蚀:析氢腐蚀与吸氧腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强pH4.3)水膜酸性特地弱或中性电 极反响负极正极2H+2e=H2Fe-2e=Fe2+O2+2H2O+4e=4OH-4、金属防护的几种重要方法(1)转变金属内部的组成构造,将金属制成合金,
9、增加抗腐蚀力气。(2)在金属外表掩盖疼惜疼惜层,使金属和四周物质隔离开来。(3)电化学疼惜法:利用电化学反响使金属钝化而受到疼惜,或者利用原电池反响将需要疼惜的金属作为电池的正极而受到疼惜。5、金属腐蚀速率大小电解池阳极原电池负极化学腐蚀原电池正极电解池阴极【迁移体验】典例 4:以下有关金属腐蚀的讲法中正确的选项是 金属的腐蚀全部是氧化复原反响 金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化腐蚀,只有电化腐蚀才是氧化复原反响,由于二氧化碳普遍存在,因此钢铁的电化腐蚀以析氢腐蚀为主。不管是析氢腐蚀照旧吸氧腐蚀,总是金属被氧化。A. B. C. D.研析:金属腐蚀的实质是:M ne- = Mn+,总是被氧化,均是
10、氧化复原反响;钢铁在潮湿的空气中发生的电化腐蚀以吸氧腐蚀为主。C 正确。答案:C典例 5:家用炒菜锅用水清洗放置后,显现红棕色的锈斑。在此变化过程中不发生的化学反响是A4Fe(OH) + 2H O + O = 4Fe(OH)2223B2Fe + 2H O +O = 2F e ( O H )222C正极反响:2H O + O + 4 e-22= 4OHD负极反响:Fe - 3 e- = Fe3+-研析:家用炒菜锅用水清洗放置后,显现红棕色的锈斑是由于在潮湿的环境中铁发生的电化腐蚀:负极:Fe 2e-= Fe2+,正极反响:2H O + O + 4 e-22=4OH-,总反响:2Fe + 2H O
11、2+O = 2Fe(OH) ,生成的Fe(OH)222答案:D被空气中的氧气氧化,ABC 正确。探究解题思路& 学科内综合题222例 1 航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻松和不污染环境等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种,它们放电时的电池总反响方程式均可表示为:2H2O 2H O。酸式氢氧燃料电池中的电解质是酸,其负极反响为:2H 4e4H,那么其正极反响为22 ;碱式氢氧燃料电池中的电解质是碱,其正极反响为:O 2H O4e4OH,那么其负极反响为。22研析:原电池正极发生复原反响:O 2H O4e4OH,在酸性溶液中:4OH4H2224H2O,故正极反响为:O 4H4e2H O;在
12、原电池负极发生氧化反响:2H 4e224H,在碱性溶液中:4H4OH4H2O,故负极反响为:2H 4OH4e4H O。由此可知,在书写电极反响时要留意电解质参与电极反响。2222答案:O 4H4e2H O;2H 4OH4e4H O。方法探究:原电池电极反响方程式的书写:(1)负氧正还,(2)要留意溶液的酸碱性,适当的在电极方程式两边添加 H+、OH、H2O,以遵循电荷守恒和质量守恒,(3)要留意电极反响产物是否与电解质溶液发生反响。关于较简洁的原电池的电极反响式,我们可先写出总反应方程式和某一极的电极反响方程式,再用总反响减去该极反响即得另一极反响方程式,留意电子守恒。例 2 为了探究金属腐蚀
13、的条件和速率,某课外小组学生用不同金属丝将三根大小一样的铁钉分不固定在图示的三个装置内,并将这些装置在一样的环境中放置一样的一段时刻, 以 下 对 实 验 终 止 时 现 象 的 描 述 不 正 确 的 选 项 是()A. 试验终止时,装置左侧的液面确定会下降B试验终止时,装置确定比装置左侧液面低C试验终止时,装置中的铁钉腐蚀最严峻 D试验终止时,装置中的铁钉几乎没被腐蚀H研析:这是一道原电池原理应用于金属腐蚀的选择题,要紧考察的是如何分析铁钉所处的环境,对铁钉的腐蚀起到促进照旧疼惜作用,同时考察了盐酸具有挥发性,浓硫酸具有吸水性等学问点。装置中铁钉处于盐酸的蒸气中,被腐蚀而开释出 ,使左侧液
14、面下降右2铡液面上升;装置中铁钉同样处于盐酸的蒸气中,所不同的是悬挂铁氧体的金属丝由铁丝换成了铜丝,由于 Fe 比 Cu 爽朗,在这种气氛中构成的原电池会加速铁钉的被腐蚀而放出H更多的,使左铡液面下降更多,右铡液面上升得更多;装置中尽管悬挂铁钉的照旧铜2丝,但由于浓硫酸有吸水性而无挥发性,使铁钉处于一种较为枯燥的空气中,因而在短时刻内几乎没有被腐蚀。答案:B方法探究:金属发生何种腐蚀要依照环境条件来确定,在此题中假设能将装置、逐一进展比照,找出所处环境的异同,便不难作出正确选择。然而在实际解题中特地难做到认真地审题、全面地看询问题、综合地分析询问题。使们们在解题中常处于稚嫩状态,因而要提高解题
15、力气,第一要提高审题力气和分析力气。例 3 以下事实不能用电化学理论讲明的是() A轮船水线以下的船壳上装确定数量的锌块B. 铝片不用特地方法疼惜 C纯锌与稀硫酸反响时,滴入少量硫酸铜溶液后速率加快D镀锌铁比镀锡铁耐用研析:选项A 是通过构成Zn-Fe 原电池,在船壳上加Zn 块构成原电池的负极,从而爱护正极铁不受腐蚀;B 中可形成氧化膜疼惜铝。C 中由于发生 Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+,生成的铜附在锌外表构成了原电池,从中快了反响的速率。D 中一旦镀层受损后,分不形成 Zn-Fe 和 Fe-Sn 原电池,前者 Zn 被腐蚀从而疼惜了铁,后者 Fe 第一被腐蚀,因此镀锌铁比镀锡
16、铁耐用。答案:B启发引申:原电池原理的应用:(1)加快反响的进展,如选项C;(2)判定金属的纯度:在Zn-Cu-H SO 构成的原电池中,锌极失去电子发生氧化反响而溶解,溶液中的氢离子在24铜极上得到电子发生复原反响,放出氢气。假设在锌极上也有氢气放出,那么讲明锌极是不纯的;(3)比较金属的爽朗性:将未知的两种金属分不作为电极,或将一种未知的金属与一种金属分不作为电极,选择适宜的电解质溶液构成原电池,其中被溶液的一极金属活动性相关于另一极的金属的活动性要强;(4)比较金属的腐蚀和防护。【变式拓展】1、熔融盐燃料电池具有较高的发电效率,因而受到重视,可用 Li2CO3 和Na2CO3 的熔融盐混
17、合物作电解质,CO 为阳极燃气,空气与 CO2 的混合气为阴极助燃气,制得在 650 下工作的燃料电池,完成有关的电池反响式:负极反响式:2CO2CO 24CO 4e32正极反响式:。总电池反响式:。2、选择适宜的材料和试剂设计一个原电池,以便完成以下反响:2FeCl3 + Cu =2FeCl2 + 2CuCl2(1)画出装置图:3 写出电极反响式高考链接题例 42023 上海关于如以以下图装置的表达,正确的选项是A铜是阳极,铜片上有气泡产生B铜片质量逐步削减()2 电极材料和电解质溶液各是什么?C. 电流从锌片经导线流向铜片D氢离子在铜片外表被复原研析:A 铜是正极,原电池正极发生复原反响:
18、2H+ 2e-= H A 不正确,D 正确,故2铜片质量不变,B 不正确。C 电流由正极(铜片)经导线流向锌片(负极),C 不正确。答案:D3r2例 52023 广东一种燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇Y2O 的氧化锆Z O 晶体,在熔融状态下能传导O2-。以下对该燃料讲法正确的选项是()A在熔融电解质中,O2由负极移向正极 B电池的总反响是:2C4H10 + 13O2 8CO2 + 10H2O C通入空气的一极是正极,电极反响为:O2 + 4e- = 2O2-D通入丁烷的一极是正极,电极反响为:C4H10 + 26e- + 13O2 = 4CO2 + 5H2O研
19、析:该燃料电池利用丁烷,氧气的反响:2C H + 13O = 8CO + 10H O 依据原电池反4 10222应规律:复原剂C H 在负极被氧化,因此D 错误;氧化剂O 在正极被复原O + 4e-4 1022= 2O2-。电子由负极流出沿外电路流入正极,因此负极正阴离子(O2-)向负极移动。因此 A 错误。答案:BC启发引申:燃料电池是众多化学电池中的一种,它的名称与它的特点有特地大的关系,这是一种类似于物质的燃烧作为原电池反响的原型,但事实上与物质的燃烧照旧有特地大的区不,其中有可燃物参与氧化反响的电极被称为负极,有助燃物参与复原反响的电极被称为正极,但在电池中并没有真正燃烧反响。而且可燃
20、物和助燃物(即复原剂和氧化剂)无需像其它电池那样贮存在电池内部。考向指南:对型电池,特地是燃料电池的分析是高考的一个热点,如2023 年天津,2023 年江苏,都涉及到这方面的试题,解题关健是对相关根底学问的把握:燃料电池的分析,电极反响的方程式的书写等。【变式拓展】3、(2023 江苏)碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电流总反响式为:Zn(s)2MnO2(s)H2O(l)Zn(OH)2(s)Mn2O3(s)。以下讲法错 误 的 选 项 是()A电池工作时,锌失去电子 B电池正极的电极反响式为:2MnO2(s)H2O(l)2e-Mn2


- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 原电池 原理 高中化学

限制150内